一种航天器用承力式低温共底贮箱制造技术

本申请涉及航天器用贮箱的领域，具体公开了一种航天器用承力式低温共底贮箱，包括从上到下依次连接的前贮箱、共底和后贮箱，前贮箱包括依次焊接的前封头、柱段、后封头；后贮箱包括后贮箱封头；后封头开设有与自身同轴的安装孔，共底连接于后封头的安装孔位置，共底呈中部上凸的球冠形，后贮箱封头连接于后封头的安装孔位置且位于共底的下方。使共底贮箱可有效承担内部压力载荷和传递外部系统载荷，可大大减轻系统重量，提高结构效率。提高结构效率。提高结构效率。

【技术实现步骤摘要】
一种航天器用承力式低温共底贮箱


[0001]本申请涉及贮箱的
，特别是一种航天器用承力式低温共底贮箱，尤其适用于低温推进飞行器、低温着陆器和低温上面级等大型高性能航天器。

技术介绍

[0002]液氢/液氧等低温推进剂组合由于其比冲高、无毒无污染，是深空探测的首选推进剂。由其沸点低，空间恶劣的热环境和力环境而给推进剂应用带来很大困难。作为低温推进剂的贮存载体，低温贮箱是推进系统以及航天器的重要组成部分。
[0003]而相关技术中，传统的贮箱一般为上贮箱、共底和下贮箱的串联结构，通常上贮箱包括直接焊接的上封头和上筒体段，下贮箱包括直接焊接的下筒体段和下封头，上筒体段和下筒体段之间连接有共底。这种结构有如下缺点：
[0004]串联的结构增大了贮箱的高度和长细比，不利于贮箱在系统内的布局，甚至可能增大了火箭等航天器的总高和直径之比，不利于航天器飞行的稳定性。

技术实现思路

[0005]为了有效降低航天器贮箱的高度，本申请公开了一种航天器用承力式低温共底贮箱。
[0006]本申请采用如下的技术方案：
[0007]一种航天器用承力式低温共底贮箱，包括从上到下依次连接的前贮箱、共底和后贮箱，前贮箱包括依次焊接的前封头、柱段、后封头；后贮箱包括后贮箱封头；后封头开设有与自身同轴的安装孔，共底连接于后封头的安装孔位置，共底呈中部上凸的球冠形，后贮箱封头连接于后封头的安装孔位置且位于共底的下方。
[0008]所述前封头的顶部设置有人口法兰。人口法兰直径一般不小于450mm，其下端与前封头焊接。
[0009]所述前贮箱还包括用于将前贮箱内不加气液体输送出来的前贮箱管理装置，后贮箱还包括用于将后贮箱内不加气液体输送出来的后贮箱管理装置。
[0010]所述前封头和后封头一般为椭球形，通常为周向4
‑
8等分焊接而成。
[0011]所述共底设置有共底连接环，共底连接环包括一端一体连接且依次设置的第一连接环、第二连接环、第三连接环、第四连接环和第五连接环，第一连接环与后封头的安装孔位置连接，第二连接环与共底连接，第三连接环与后贮箱封头连接。第四连接环与发动机机架连接，第五连接环与前贮箱管理装置焊接。
[0012]所述后贮箱封头为与后封头同型面尺寸的椭球形，第一连接环和第三连接环与与后封头同型面。
[0013]所述第二连接环和第四连接环与共底同型面。
[0014]所述前贮箱还包括前Y形环和后Y形环，前Y形环包括第一固定环、第二固定环和第三固定环，第一固定环与前封头连接，第二固定环与柱段连接。第三固定环与其他配件焊
接，比如第三固定环可与与载荷转换器焊接。后Y形环包括第一环、第二环、第三环，第一环与后封头连接，第二环与柱段连接，第三环与前贮箱管理装置焊接。第三固定环、第一固定环、柱段、第二环和第三环同轴。
[0015]所述共底连接环、前Y形环和后Y形环均为一体锻造件。
[0016]具体的，所述前Y形环通常采用锻环机械加工而成。所述后Y形环通常采用锻环机械加工而成。所述共底连接环通常采用锻环机加而成。
[0017]所述柱段采用机加或化铣的壁板加筋结构，通常为周向4
‑
8等分焊接而成。壁板加筋结构包括内层为薄壁蒙皮，外层为网格结构。
[0018]所述共底沿球冠半径方向分为三层，上层采用与上贮箱中推进剂相容板材旋压或超塑成型，下层采用与下贮箱中推进剂相容板材旋压或超塑成型，中间层为隔热层。隔热层通常厚20
‑
50mm。
[0019]具体的，对于液氢/液氧共底贮箱，铝合金材质与液氢和液氧均相容，所以上层和下层均为铝合金材质，上层和下层一体连接，上层和下层之间设置有灌注腔，隔热层位于灌注腔内。
[0020]所述隔热层的材质为聚酰亚胺、聚氨酯泡沫中的任意一种。隔热层材质优选为聚酰亚胺。
[0021]通过对共底结构的设置，提高了共底刚度，保证了共底的承载力。且通过调节共底的尺寸改变上下贮箱容积满足发动机混合比要求。
[0022]所述后贮箱封头为与下贮箱中推进剂相容板材旋压或超塑成型。
[0023]所述前贮箱管理装置由导流板和蓄液器组成，前贮箱管理装置设置三个，且三个前贮箱管理装置沿轴向夹角120
°
均布，保证在不同工况可将上贮箱内不加气液体输送到发动机。蓄液器的上部焊接在后Y型环上，下部焊接在共底连接环，其余部分焊接在贮箱外壁。
[0024]所述后贮箱管理装置由导流板和蓄液器组成，导流板沿周向夹角90
°
均布，保证在不同工况可将上贮箱内不加气液体输送到发动机。后贮箱管理装置设置于后贮箱封头的底部。
[0025]综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
[0026](1)共底贮箱集成于椭球封头加柱段的简单外包络，有效降低航天器空间构型压力，同时降低贮箱比表面积便于低温贮箱蒸发量控制；
[0027](2)共底贮箱柱段采用蒙皮加筋结构，有效提高贮箱比刚度，保证复杂严格力学环境下正常工作；
[0028](3)结合液氢和液氧管理装置有效满足航天器在不同微重力和高加速度环境下分别大流量供给发动机；
[0029](4)低温共底贮箱外形结构简单，通过外层泡沫喷涂可有效降低对流换热可应用于高效低温上面级运载，通过复合变密度多层绝热实施可大幅减低辐射换热，可应用于空间轨道转移的深空探测任务。
附图说明
[0030]图1为本专利技术具体实施方式中共底贮箱的整体结构示意图；
[0031]图2为本专利技术共底贮箱中前Y形环示意图；
[0032]图3为本专利技术共底贮箱中后Y形环示意图；
[0033]图4为本专利技术共底贮箱中共底连接环示意图；
[0034]附图标记说明：1、人口法兰；2、前封头；
[0035]3、前Y形环；301、第一固定环；302、第二固定环；303、第三固定环；
[0036]4、柱段；5、共底；
[0037]6、后Y形环；601、第一环；602、第二环；603、第三环；
[0038]7、后封头；
[0039]9、共底连接环；901、第一连接环；902、第二连接环；903、第五连接环；904、第三连接环；905、第四连接环；
[0040]10、后贮箱封头；11、后贮箱管理装置。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：
[0042]本申请实施例公开一种航天器用承力式低温共底贮箱。
[0043]参照图1，一种航天器用承力式低温共底贮箱，包括从上到下依次连接的前贮箱、共底5和后贮箱，共底5通过共底连接环9连接于前贮箱和后贮箱之间。
[0044]参照图2和图3，前贮箱包括依次焊接的前封头2、前Y形环3、柱段4、后Y形环6、后封头7。前Y形环3包括第一固定环301、第二固定环302和第三固定环303，第一固定环301与前封头2连接，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器用承力式低温共底贮箱，其特征在于：包括从上到下依次连接的前贮箱、共底(5)和后贮箱，前贮箱包括依次焊接的前封头(2)、柱段(4)、后封头(7)；后贮箱包括后贮箱封头(10)；后封头(7)开设有与自身同轴的安装孔，共底(5)连接于后封头(7)的安装孔位置，共底(5)呈中部上凸的球冠形，后贮箱封头(10)连接于后封头(7)的安装孔位置且位于共底(5)的下方。2.根据权利要求1所述的一种航天器用承力式低温共底贮箱，其特征在于：所述共底(5)设置有共底连接环(9)，共底连接环(9)包括一端一体连接且依次设置的第一连接环(901)、第二连接环(902)、第三连接环(904)、第四连接环(905)和第五连接环(903)，第一连接环(901)与后封头(7)的安装孔位置连接，第二连接环(902)与共底(5)连接，第三连接环(904)与后贮箱封头(10)连接。3.根据权利要求1所述的一种航天器用承力式低温共底贮箱，其特征在于：所述后贮箱封头(10)为与后封头(7)同型面尺寸的椭球形，第一连接环(901)和第三连接环(904)与与后封头(7)同型面。4.根据权利要求1所述的一种航天器用承力式低温共底贮箱，其特征在于：所述第二连接环(902)和第四连接环(905)与共底(5)同型面。5.根据权利要求2所述的一种航天器用承力式低温共底贮箱，其特征在于：所述前贮箱还包括前Y形环(3)和后Y形环(6)，前Y形环(3)包括第一固定环(301)、第二固定环(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪来，李永，刘旭辉，周成，万磊，曹玉玲，刘阳，赵立伟，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：